Termodinámica.pdf

Salesianos Manuel Lora Tamayo Módulo: Máquinas y Equipos Frigoríficos.

1 Termodinámica.

1.1 Introducción.

Para el estudio de cualquier máquina, sistema o equipo frigorífico son necesarios conocimientos de ciertas características del sistema, variables y unidades propias del estudio de la termodinámica. Estos conocimientos son la base, o si se quiere expresar de otra forma, los cimientos de la tecnología de climatización, calefacción y aire acondicionado. No se puede obviar que hasta la más simple máquina de aire acondicionado funciona gracias a un gas que realiza un ciclo termodinámico que transforma una energía (comúnmente electricidad) para transformarla en un intercambio de calor.

Si inicialmente no se conocen los principios básicos y las unidades en las que se expresa cualquiera de los procesos frigoríficos y de calefacción es imposible que conozcamos realmente como pueden llegar a funcionar y mucho menos seremos capaces de diagnosticar y llegar a reparar cualquier avería.

Lo primero será definir qué es la termodinámica:

La termodinámica estudia fenómenos físicos a nivel macroscópico, es decir solo estudiamos sus características de posición o estado físico, despreciando los microscópicos como pueden ser las propiedades y fuerzas que relacionan a los átomos y las moléculas (mecánica cuántica).

Volviendo a la definición, el estudio termodinámico se centra en el estudio de las transformaciones energéticas, fundamentalmente expresadas en forma de calor o trabajo mecánico. Todas estas transformaciones energéticas están basadas fundamentalmente en dos principios fundamentales que estudiaremos en detalle más adelante. Ambos principios nos permiten establecer la relación de equivalencia entre calor y trabajo mecánico.

La termodinámica es la rama de la HfísicaH que estudia la HenergíaH, la transformación entre sus distintas manifestaciones, comoel HcalorH, y su capacidad para prod

ucir un HtrabajoH.

1.2 Termometría.

Para comenzar nuestro estudio, aprenderemos las distintas formas de medir la temperatura, unidad fundamental termodinámica, que junto a la presión y al volumen nos permitirán saber en que estado exacto se encuentra un determinado sistema.

Curso 07/08 1 Profesores: Arturo Solís Parra Fco. Javier Mateos Aliaño


1.2.1 Temperatura.

Es la propiedad más característica del estado térmico de un cuerpo. Dos cuerpos están a la misma temperatura cuando, si están en contacto, no aparece un cambio de estado en ninguno de ambos. Si los dos cuerpos están en contacto y uno y otro están a distinta temperatura, aparecerá un tránsito de energía en forma de calor. Este calor siempre se desplazará del cuerpo más caliente al cuerpo más frío.

Definimos temperatura como:

Es importante destacar en este punto la diferencia entre calor y temperatura. Aunque parecen términos análogos y existen entre ellos muchas similitudes (en la vida cotidiana se confunden ambos en muchas ocasiones) no son lo mismo. El calor es una forma de energía como ya hemos mencionado antes y como tal se puede acumular y transformar. La temperatura sin embargo es una propiedad de un determinado cuerpo, que es perceptible al tacto.

Gracias a la percepción de la temperatura por el tacto podemos determinar si un determinado cuerpo esta “frío” o “caliente”. Pero esta percepción es subjetiva, es decir, depende de quién y cómo tome la temperatura del cuerpo por lo que se hace necesario algún sistema que nos permita la toma de datos objetivos y con cierta precisión.

Temperatura es una magnitud física apreciable en un cuerpo, que se caracteriza por su capacidad de recibir o comunicar calor a otros cuerpos.

1.2.2 Escalas de temperatura.

Una vez puesta de manifiesto la necesidad de un sistema objetivo para conocer la temperatura de un cuerpo, pasaremos a estudiar las distintas escalas utilizadas. Estas escalas no son más de una sucesión ordenada de valores de temperatura, con diferentes puntos de partida e incremento de valor entre dos medidas consecutivas. Así pues establecer cualquier escale será necesario conocer al menos dos puntos de referencia que vendrán establecidos por unas determinadas condiciones singulares o características de un cuerpo estándar (normalmente el agua).

En termodinámica se estudian fundamentalmente las siguientes escalas:

• Escala absoluta o escala Kelvin. • Escala Celsius o centígrada. • Escala Fahrenheit. • Escala Rankine.

Escala Celsius o centígrada:

Esta escala escoge como puntos de referencia el punto de fusión del hielo y el de ebullición del agua a una presión de 760 Torr, asignando el valor 0 al de fusión y el valor 100 al de ebullición. Los valores inferiores a 0 se designan con números negativos y los superiores con valores positivos.



Su unidad es el grado centígrado expresado por las siglas “ºC”

Escala Kelvin:

Es la escala utilizada en el sistema internacional de unidades. Su punto de referencia se establece en el punto triple del agua, en donde coexisten los tres estados, sólido, líquido y gaseoso en equilibrio a una determinada presión. Este valor de temperatura es exactamente de 273,16 K. Otro punto de referencia es el valor 0 o cero absoluto. Este valor teórico sería el valor menor de temperatura que podría alcanzar cualquier elemento. Según la teoría molecular de la materia, en el cero absoluto las moléculas carecerían totalmente de movimiento.

Su unidad es el grado Kelvin expresado por la letra “K” mayúscula.

Escala Fahrenheit:

Descubierta por el físico alemán que le da nombre, asigna el valor 0 a la temperatura que se obtiene de una mezcla de hielo y sal, y el valor 100 a la temperatura normal del hombre. Al igual que la escala Celsius, se trata de una unidad relativa, es decir que existen valores por debajo de cero, que se escriben como números negativos. Es la escala de temperatura utilizada en la actualidad por la gran mayoría de países anglosajones.

Su unidad es el grado Fahrenheit, y su nomenclatura es “ºF”

Escala Rankine:

Es la escala absoluta utilizada en los países de habla inglesa. Los grados Rankine son iguales a los Fahrenheit, estableciéndose el cero absoluto Rankine en el 491,67º F.

Se la llama grado Ranking y se suele representar como: “ºR”



Tabla de equivalencia de temperaturas:

Grado ºC ºF K ºR

ºC 1 32º5

9º += CF K=273,15+ºC 67,491º

5

9º += CR

ºF 9

5)32(ºº −= FC 1 15,273

9

5)32(º +−= FK

ºR=ºF+459,67

K ºC=K-273,15 32)15,273(5

9º +−= KF 1 kR

5

9º =

ºR 9

5)67,491(ºº −= RC 67,459ºº −= RF RK º

9

5= 1

Por último, es importante destacar que en la graduación en las escalas centígrada y kelvin desde el punto de fusión (congelación) del agua al punto de ebullición se divide en cien divisiones o grados y sin embargo, para los mismos puntos en las escalas Ranking y Fahrenheit existen 180 divisiones o grados.

1.2.3 Medida de la temperatura.

El instrumento utilizado para la medida de la temperatura de un cuerpo, un gas u otro elemento cualquiera es el termómetro. Pero termómetros existen de muchos típos y características, en función de qué queramos medir, el rango de temperaturas, la precisión que queremos en la medida… Si bien todos tienen una característica en común: Ninguno es capaz de medir la temperatura directamente, todos lo hacen a través de alguna característica física que en determinadas condiciones nos proporciona un valor equivalente a la temperatura de aquello que pretendemos medir.

Así podemos encontrar termómetros que toman valores en función de:

• La variación de presión con la temperatura, gracias a un gas encerrado en una vaina a volumen constante. Este sistema proporciona el método de medida patrón de la temperatura.

• La variación de volumen con la temperatura, este método es el que se usa para los termómetros de mercurio. Este consiste en una ampolla de vidrio, terminado en un tubo de diámetro muy estrecho. En el interior se aloja una pequeña cantidad de mercurio. Al subir la temperatura del cuerpo en contacto con el termómetro, el mercurio aumenta su volumen, la altura que alcanza el mercurio en el tubo es directamente proporcional a la temperatura.

• La variación de resistencia eléctrica. La resistencia eléctrica es casi directamente proporcional a la temperatura. Para ello se utilizan metales como el Ni, Cu y Pt

• La variación de potencial eléctrico, basado en el efecto termopar, dos metales o aleaciones soldadas en ambos extremos, uno de los extremos se fija a una temperatura y el otro se pone en contacto con la que se quiere medir. Al variar la temperatura aparece una fuerza electro motriz que se puede medir con un voltímetro y es proporcional a la temperatura.



• Por efecto bimetálico, donde dos láminas de distintos metales con diferentes coeficientes de dilatación, que se sueldan entre sí, son capaces de mover una aguja cuando se someten a cierta temperatura al curvar uno de los metales sobre el otro (al tener diferente coeficiente de dilatación uno aumenta más su tamaño que el otro y al estar unidos entre sí se curvan)

• Por la variación de luminosidad, los cuerpos incandescentes emiten un determinado grado de luminosidad, mediante un elemento llamado pirómetro óptico, se compara este grado de luminosidad, con un patrón de valor conocido, por lo que se puede obtener la temperatura de cualquier objeto por comparación.

1.3 Presión.

Otra de las magnitudes muy utilizadas en termodinámica y a su vez en instalaciones de frío y climatización es la presión. Fundamentalmente cuando este presión aparece en un gas o vapor (por ejemplo en los refrigerantes de aire acondicionado). Se define como presión a:

Es una unidad muy útil, debido a la gran facilidad de medida, además, como veremos más adelante en los ciclos termodinámicos, obteniendo el valor de presión en determinadas condiciones, podemos saber la temperatura en algunos puntos significativos de nuestro sistema.

La unidad de medida de la presión en el sistema internacional es el Pascal (Pa) que equivale a un Nw/m2.

El problema principal que presenta la medida de presión en Pascal es que es una unidad muy baja, por lo que se utilizan unidades alternativas como pueden ser el “bar” o el milimetro de columna de agua (mm H2O).

Presión: La fuerza aplicada por unidad de superficie.



En la tabla anterior aparecen los factores de transformación de las unidades de presión más utilizadas en termodinámica. En ella aparece el kPa, como múltiplo del Pascal (1x103 Pa), el Kg/cm2, al atmósfera (atm) y otras del sistema anglosajón como pueden ser la libra pro pulgada cuadrada (lb/in2) o la pulgada de columna de mercurio (in Hg).

Unidad N/m2=Pa bar Kg/cm2 Torr mm c. agua N/m2=Pa 1 1,00E-05 1,01972E-05 7,5006E-03 1,01972E-01

bar 100000 1 1,01972 750,06 10197,2 Kg/cm2 98066,5 0,980665 1 735,5 10000

Torr 133,33 1,3333E-03 1,3595E-03 1 13,595 mm c. agua 9,80665 9,80665E-05 1,E-04 7,355E-02 1

1.3.1 Presión absoluta y relativa.

Dentro del estudio de las presiones debemos tener en cuenta una diferenciación entre la presión absoluta en el sistema que estemos analizando y la relativa. La diferencia entre ambas radica en que la presión absoluta es aquella en la que se cuenta no solo la presión interna del sistema medido, sino la que ejerce la atmósfera como tal sobre el conjunto. La presión absoluta comienza en el cero absoluto de presión, o vacío absoluto, por lo que no existen presiones negativas. Así pues la presión absoluta será igual:

bra PPP +±=

El primer término de la suma, la presión relativa, es la obtenida del sistema a analizar (normalmente un circuito cerrado, como por ejemplo el circuito frigorífico de una máquina de aire acondicionado) medida mediante un manómetro. Este valor puede ser positivo si es mayor que la presión atmosférica de la zona o negativa si es menor.

El segundo término de la suma es la presión atmosférica o presión barométrica, llamada así porque utiliza para su medida un instrumento llamado barómetro. La presión barométrica nos indica, como antes mencionamos la presión que ejerce el aire atmosférico sobre la superficie terrestre en un determinado punto y depende de la altura a la que estemos situados. El científico italiano Torricelli fue el primero en medir la presión de la atmósfera a nivel del mar, siendo ésta 750 mm de columna de mercurio, a la que se le denomina como Torr.



1.4 Densidad y volumen

A parte de las magnitudes de temperatura y presión, nos pueden ser muy útiles otras relacionadas con las anteriores y que nos permitirán definir con exactitud todos los estados del sistema que estemos analizando.

1.4.1 Densidad.

Se define como tal a la relación que existe en un cuerpo en estado sólido, líquido o gaseoso entre una cierta cantidad de masa y el volumen que ocupa la misma.

Vm

=ρ

La unidad de esta magnitud es el kg/m3 en el sistema internacional. Un valor muy conocido es el de la densidad del agua, que en condiciones de presión normal y a 4 ºC de temperatura es de 1.000 kg/m3.

1.4.2 Volumen.

El volumen de un determinado material o cuerpo es el espacio que ocupa este en las tres dimensiones, (longitud, anchura y altura). La unidad en el sistema internacional es el metro cúbico “m3” siendo muy usados algunos múltiplos y submúltiplos como el centímetro cúbico o el hectómetro cúbico “cm3”, “Hm3”.

En muchas ocasiones, más interesante que el volumen como, necesitamos conocer el volumen específico, que es el cociente entre el volumen y la masa de un cuerpo:

mV

=ν

Como se puede apreciar, la densidad y el volumen específico son recíprocos, es decir que el volumen específico el igual a uno entre la densidad y viceversa. La unidad en el sistema internacional, como era de esperar es el m3/kg.

1.5 Comportamiento de los gases y cambio de estado.

Se denomina gas a un elemento que en determinadas condiciones de presión y temperatura se encuentra en estado gaseoso. Es tan importante el estudio de los gases porque gracias a las propiedades que estos tienen de cambiar de estado (a líquido fundamentalmente) los hacen excelentes portadores de energía, en forma de energía mecánica o calor.

Los gases reales son difíciles de estudiar debido a las ecuaciones de estos son complejas. Por ellos se tiende a simplificar suponiendo para su estudio que estos gases son ideales, es decir, que no aparecen perdidas por rozamiento y su comportamiento es independiente a su estructura molecular.



Cualquier cuerpo puede presentarse en los tres estados distintos de la materia: sólido, líquido y gaseoso. El cambio de estado se produce o por aumento de su temperatura o por disminución de su presión.

• En estado sólido, los átomos que forman la materia se encuentran fuertemente unidos y no existe más que un movimiento de vibración de estos en su zona.

• En los líquidos las distancias entre átomos siguen siendo pequeñas pero las fuerzas de cohesión son menores y existe más movilidad.

• En estado gaseoso los átomos están débilmente cohesionados y tiene gran movilidad debido a que la distancia entre ellos es mucho mayor (de hecho el volumen específico entre el estado líquido y gaseoso aumenta considerablemente)

Nosotros nos centraremos fundamentalmente en el estudio de los estados líquido y gaseoso, y en su transición, gracias a la cual obtendremos trabajo o calor (en nuestro caso específico extracción de calor de un determinado lugar).

En muchas ocasiones nos referiremos al fluido que vamos a estudiar como vapor. No existe una diferencia clara entre vapor y gas, de hecho se usaran indistintamente en muchas ocasiones, aunque por hacer alguna distinción llamamos vapor a un fluido que cambia de estado líquido o gaseoso dentro de un proceso termodinámico.

Para poner un ejemplo de estudio de cambio de estado, tomemos el ejemplo del agua. Suponiendo unas condiciones de presión constante e igual a la presión atmosférica a nivel de mar, el agua a 0 ºC se encuentra en estado sólido, si aumentamos su temperatura este pasa a estado líquido, a este proceso se le conoce como fusión.

Si continuamos aplicando calor, el agua, en estado líquido, pasa a estado gaseoso, proceso que se denomina evaporación.

Si el proceso lo invirtiéramos y bajáramos la temperatura del gas (vapor de agua) hasta el estado sólido obtendríamos un proceso análogo con dos pasos intermedios, la licuefacción, paso de estado gaseoso a líquido y la solidificación, paso de líquido a sólido.

1.6 Calor.

El calor es una forma de transmisión de la energía, es decir, si tenemos un cuerpo que se encuentra en contacto con otro, a distintas temperaturas, aparecerá un transmisión de energía del cuerpo de mayor temperatura al de menor temperatura. Esta forma de energía es el calor. Se dice que el cuerpo que posee mayor temperatura cede calor al cuerpo que está a menos temperatura. Del mismo modo, el cuerpo que se encuentra a menos temperatura se dice que absorbe calor.

La cantidad de calor cedida o absorbida es igual al incremento o decremento de energía almacenada en dichos cuerpos. De esto se deduce que el calor es una forma de energía de transito, es decir, el calor no se puede almacenar.



También podemos observar que la transmisión de calor tiene mucho que ver con la temperatura, de hecho hemos partido de la necesidad de que exista una diferencia de temperaturas para que exista transmisión de calor. Si ponemos en contacto dos cuerpos a igual temperatura no existe absorción o cesión de calor. Así pues la temperatura actúa como fuerza motriz necesaria para el paso de calor de un cuerpo a otro.

Una expresión común del calor es la siguiente

( )12 ttcmQ −×=

Donde “Q” es el calor de un determinado, “m” es la masa puesta en juego de una determinada sustancia, “c” es el calor específico, característica propia de esa sustancia y “t2” y “t1” indican la variación o incremento de temperatura en dicho cuerpo.

Esta expresión es válida cuando el calor absorbido o cedido por el sistema no implica cambio de estado. Cuando se produce un cambio de estado en la sustancia (evaporación, condensación, fusión…) el cuerpo transmite calor sin que se produzca un cambio de temperatura.

cmQ ×=

A esta última expresión también se la denomina calor latente y como vemos es independiente de la temperatura aplicada al cuerpo.

Observando la primera de las formulas podemos constatar que el calor puede tener signo positivo o negativo. Se establece por convenio que la cesión de calor es positiva y la absorción negativa.

La unidad de medida del calor en el sistema internacional es la misma que la de la energía, el Julio, esta unidad resulta en ocasiones demasiado pequeña para sistemas de cierto tamaño, utilizándose el kJ. Otra unidad del sistema métrico muy utilizada es la caloría o la kilocaloría. En el sistema anglosajón se utiliza la unidad denominada unidad térmica británica, “Btu”



1.6.1 Calor específico.

Como indicábamos en el párrafo anterior, el calor específico es una característica propia de las sustancias. La definición académica de calor específico dice que:

Se denota, como se ha visto en la formula del calor mediante la letra “c” minúscula y su unidad en el sistema internacional es le Julio/kg*K.

En muchos sistemas es muy importante conocer el valor del calor específico puesto que nos puede ser imprescindible para el dimensionado de una instalación, puesto que este valor nos resultará necesario para obtener el calor consumido o absorbido en un sistema, y a la vez, conocido el calor se puede determinar la potencia y la energía necesarias para esa producción de calor.

El calor específico es la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una unidad de masa de una determinada sustancia un grado.

1.6.2 Calor y trabajo.

Como se ha indicado anteriormente, el calor es una forma de energía de tránsito y como tal forma de energía, se puede transformar en un trabajo.

Recordemos que en física, trabajo es una fuerza aplicada por una distancia de desplazamiento del objeto al que se le aplica la fuerza. Esta transformación de calor en trabajo puede ser reversible, es decir, en muchos sistemas podemos transformara el trabajo en calor, pongamos algunos ejemplos.

dFT ×=

En una central térmica de generación de energía eléctrica, a través de la combustión de carbón o fuel-oil, calentamos agua, generando vapor. Este vapor, en determinadas condiciones de presión y temperatura es capaz de mover una turbina, transformando el calor obtenido de quemar el combustible por trabajo de giro, denominado también trabajo mecánico en el eje de la turbina. Posteriormente la turbina se conectará a un alternador que generará la energía eléctrica.

El caso opuesto sería el de un calentador eléctrico, en el que la energía eléctrica se transforma en calor. El trabajo mecánico lo obtenemos a través del movimiento de los electrones que aparece en la corriente eléctrica, que al pasar por una resistencia origina el calentamiento de esta, que aprovechamos para calentar un líquido, comida o la temperatura de una habitación.

Otro término muy importante a la hora de analizar un sistema termodinámico es la potencia. La potencia la relación entre el trabajo y una unidad de tiempo:

tTP =



Conociendo el trabajo que genera el compresor de la instalación, podemos conocer por ejemplo la potencia que consumirá este. La potencia consumida por el compresor es equivalente a la que va a consumir la instalación, puesto que es el elemento que va a consumir trabajo para extraer el calor de nuestra instalación. La unidad de potencia es el vatio “W”, aunque se utiliza mucho su múltiplo el “kW” dado que el vatio es una unidad relativamente pequeña. Un vatio equivale a un Newton por metro partido por segundo en el sistema internacional de unidades.

1.7 Leyes termodinámicas.

A lo largo de la historia los científicos han estudiado las relaciones que existían entre las distintas propiedades de la materia y como estas propiedades variaban en función de una serie de condicionantes externos o internos. Ya se ha mencionado que la materia puede presentarse en tres estados, sólido, líquido y gaseoso, siendo estos dos últimos los más estudiados y en especial el estado gaseoso el que más interesa en el estudio de la termodinámica.

Simplificando el estudio y suponiendo la idealidad de los gases se cumplen las siguientes leyes:

1.7.1 Ley de Boyle Mariotte.

Los científicos Robert Boyle y Edme Mariotte, determinaron mediante investigaciones paralelas que si sometemos a un determinado gas contenido en un recipiente cerrado a una variación en el volumen de este, aparecerá una variación en la presión de dicho gas inversamente proporcional al cambio de volumen:

.cteVP =×

Esta expresión también suele aparecer de la siguiente forma:

2211 VPVP ×=×

Donde P y V 1 determinan la presión en un estado inicial y P y V 2 determinan las mismas características del gas en el estado final.

Esta expresión se cumple para gases ideales siempre que estemos en un proceso isotérmico. Es decir, para que la relación entre presión y volumen se cumplan la temperatura durante todo el proceso debe ser constante.

1.7.2 Ley de Gay-Lussac.

Esta ley científica establece que en procesos donde el volumen permanece constante, también denominados isócoros, la presión y la temperatura de un gas son directamente proporcionales, pudiendo expresarse de la siguiente forma:

2

2

1

1T

PT

P =



Siendo P y T 1 la presión y temperatura en el estado inicial y P y T 2 la presión y temperatura del estado final.

La segunda expresión de la Ley de Gay – Lussac relaciona el volumen de un gas con la temperatura de este, indicando que ambas son directamente proporcionales, a través de la siguiente expresión:

2

2

1

1

TV

TV

=

1.7.3 Ecuación general de los gases.

La combinación de las ecuaciones anteriores permiten determinar exactamente las coordenadas de un gas en una situación concreta, es decir, conocer todos los valores de estado de dicho gas. A la ecuación resultante se le denomina ecuación general de los gases ideales:

TRnVP ⋅⋅=⋅

De esta ecuación conocemos algunos términos como son P, V y T siendo estos respectivamente la presión el volumen y la temperatura del gas a estudiar. Donde n es el número de moles (recordemos que un mol es la unidad básica de materia, equivalente a la misma cantidad de elementos que 0,012 Kg. de carbono 12) y R es la constante característica de los gases perfectos y equivale a 0,082 atmósfera litro partido de mol grado Kelvin.

1.7.4 Primer principio de la termodinámica.

El primer principio de la termodinámica es un caso particular de la ley general de la conservación de la energía, como aplicación de esta a sistemas termodinámicos. Su enunciado es el siguiente:

Esta definición nos viene a decir, que en cualquier sistema termodinámico, si variamos una de las formas de energía presentes, por ejemplo el calor, se produce una variación opuesta de otras de las energías presentes en el sistema, por ejemplo el trabajo a fin de que el balance total de energías permanezca constante.

Esta expresión en forma matemática seria tal como aparece a continuación:

WUQ +Δ=

En un sistema totalmente aislado la suma de todas las formas de energía permanece constante, de manera que la disminución de una forma de energía debe ir acompañada del aumento equivalente de otra forma cualquiera de la misma.



Se podría decir que el calor absorbido o cedido por un sistema (en este caso un sistema cerrado, como por ejemplo el ciclo termodinámico frigorífico) es la suma de la energía interna del sistema más el trabajo mecánico realizado.

Aparece en la formula del primer principio de la termodinámica un termino del que no se había hablado hasta el momento, que es la energía interna. Conviene hablar de esta unidad y de otras que aparecerán más adelante dado que son fundamentales para el conocimiento de un proceso termodinámico. Se describirán pues los términos energía interna, entalpía y entropía, sin llegar a hacer un estudio profundo de estas pues no entra dentro del nivel de conocimientos de este ciclo ni es necesario para nuestro estudio. Nos quedaremos con unas pinceladas de qué son y donde podemos encontrarlo en un ciclo frigorífico.

Energía interna:

Es la suma de todas las energías presentes en un cuerpo. En la relación entre dos sistemas solo puede cederse una parte de la energía interna que es el calor. En otras palabras la energía interna e la energía debida al movimiento de las moléculas que forman un determinado gas.

Idealmente la energía interna depende de la temperatura exclusivamente, debido a que al aumentar la temperatura de una determinada sustancia, la agitación de sus moléculas también crece y por ende su energía interna. Este valor se representa con la letra U mayúscula y su unidad de medida en el sistema internacional es el Julio.

Entalpía:

La entalpía es una magnitud de termodinámica simbolizada con la letra H, la variación de entalpía expresa una medida de la cantidad de

H

energía absorbida o cedida por un sistema termodinámico, o, lo que es lo mismo, la cantidad de energía que tal sistema puede intercambiar con su entorno.

Usualmente la entalpía se mide, dentro del Sistema Internacional de Unidades, en julios.

Entropía:

En termodinámica, la entropía (simbolizada como S) es la magnitud física que mide la parte de la energía que no puede utilizarse para producir trabajo. En un sentido más amplio se interpreta como la medida de la uniformidad de la energía de un sistema.

Dicho de otro modo, la entropía indica el nivel de desorden que existe en un sistema. Los procesos termodinámicos espontáneos, como por ejemplo el paso de calor de un foco caliente a un foco frío, se caracterizan por el aumento del desorden molecular, o lo que es lo mismo un aumento de la entropía.

En los procesos termodinámicos no espontáneos (extraer calor de una habitación para enviarlo al exterior donde la temperatura es superior) se produce un aumento del


http://es.wikipedia.org/wiki/Termodin%C3%A1mica

http://es.wikipedia.org/wiki/H

http://es.wikipedia.org/wiki/H

http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa


http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_termodin%C3%A1mico

http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_termodin%C3%A1mico

http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_Internacional_de_Unidades

http://es.wikipedia.org/wiki/Julio_%28unidad%29

http://es.wikipedia.org/wiki/Termodin%C3%A1mica

http://es.wikipedia.org/wiki/Magnitud_f%C3%ADsica


http://es.wikipedia.org/wiki/Trabajo_%28f%C3%ADsica%29



orden, o lo que es lo mismo una disminución de la entropía en el sistema, pero en detrimento de un aumento mucho mayor de la entropía en su entorno.

Termodinámica.pdf

Documents

Transcript of Termodinámica.pdf